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中國載人月球探測工程

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中國載人月球探測工程
2023年展出的夢舟載人飛船（左）與攬月著陸器（右）的1:4比例模型
國家 中華人民共和國
組織中國載人航天工程辦公室
目標載人航天及登陸月球
狀態進行中
航天計劃信息
持續時間2023年 -
太空飛行器信息
載人太空飛行器夢舟Y載人飛船
攬月著陸器
中國登月航天服
中國載人月球車
運載火箭長征十號運載火箭

中國載人月球探測工程是中華人民共和國正在進行中的航天計劃之一，是嫦娥工程「探」、「登」、「駐」三步中的第二和第三步，也是中國載人航天工程的後續發展階段之一。中國載人月球探測工程分為登月階段和駐月階段。

此計劃於2023年5月29日宣布全面啟動，包括登月階段——即俗稱的「中國載人登月」和駐月階段。當前，工程登月階段正在全面推進各項研製建設工作,計劃於2030年前實現中國人登陸月球。[1]

工程規劃

根據中國月球探測工程（嫦娥工程）「三步走」規劃，在由中國探月工程完成無人探月，即嫦娥工程的第一步「探」後，將開展載人登月，即嫦娥工程的第二步「登」；進一步將實現人類長期駐留月球，即第三步「駐」。後兩步月球探測工程均涉及人類參與，因此一併稱為中國載人月球探測工程，再將工程分為登月階段、駐月階段。

同時，中國載人航天工程在實現近地軌道天宮太空站建設、應用後，也將載人深空探測作為接下來的一個發展方向。因此，中國載人月球探測工程也是中國載人航天工程的後續發展階段之一。[來源請求]

登月階段

中國載人月球探測工程登月階段即對應嫦娥工程的第二步「登月」。2023年5月29日，中國載人航天工程新聞發言人、載人航天工程辦公室副主任林西強在神舟十六號載人飛行任務的新聞發布會上宣布中國載人月球探測工程登月階段任務已在近期啟動實施，總的目標是：[2]

  • 2030年前實現中國人首次登陸月球；
  • 開展月球科學考察及相關技術試驗；
  • 突破掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機聯合探測等關鍵技術；
  • 完成「登、巡、采、研、回」等多重任務，形成獨立自主的載人月球探測能力。

從2023年至2030年，將分三個階段實現載人登月階段的目標[3][4]：

登月階段第一階段

第一階段將在前期關鍵技術攻關及方案論證的基礎上，完成關鍵子系統的研製和建設任務，包括完成長征十號運載火箭、夢舟Y載人飛船、攬月著陸器以及登月服和月球車等飛行產品的研製，在中國文昌航天發射場建設長征十號火箭的總裝發射設施，並完成深空測控通信、著陸場等相關地面設備設施的建設。

登月階段第二階段

第二階段將實施長征十號運載火箭、夢舟Y載人飛船和攬月著陸器無人飛行驗證，包括[5]：近地軌道試驗、無人繞月、2028年的載人繞月[6]和無人登月。在無人登月任務中，攬月著陸器登月艙將搭載並釋放科學載荷[7][8]。

登月階段第三階段

第三階段也就是實施真正的載人登月飛行，在2030年前實現中國航天員登上月球。

駐月階段

中國載人月球探測工程駐月階段即對應嫦娥工程的第三步「駐月」，即建立月球基地，實現人類長期駐留月球。[9]

月面科研實驗站

在初步設想中，月面移動實驗室是一種輪式增壓式月球車，質量不小於6噸[10]，具備大範圍移動能力，能夠長期無人自主在月面活動，支持航天員獲得月面短期駐留能力。各車輛生命支持系統可獨立運作作為備份救急，也可作為艙段與月球基地主體對接組裝形成月面科研實驗站，使得航天員具備月面中長期駐留能力。若考慮使用月面原位資源利用技術進行月面設施建造，將進一步擴展月球科研實驗站的功能。[8][11]

國際月球科研站

建設國際月球科研站將是駐月階段的內容之一。國際月球科研站是一個基於國際合作搭建的地外天體和空間的大型長期科學研究平台，在月球表面與月球軌道長期自主運行、短期有人參與，是可擴展、可維護的綜合性科學實驗設施。國際月球科研站的計劃組成包括：[12]

  • 指揮中樞模塊
  • 月面通信基站模塊
  • 能源供給模塊
  • 科學實驗模塊
  • 科學觀測模塊
  • 技術驗證模塊
  • 資源開發模塊

登月階段飛行方案

根據2023年中國載人航天工程副總設計師張海聯公布的資料，中國載人登月的初步飛行方案為：[13][14]

  1. 從中國文昌航天發射場先後發射兩枚長征十號運載火箭，分別將攬月著陸器和夢舟Y載人飛船（搭載3名航天員）送至地月轉移軌道，著陸器和飛船先後到達環月軌道；
  2. 飛船和著陸器在環月軌道交會對接，2名航天員自飛船從對接通道進入月面著陸器，1名航天員留在飛船繞月飛行；
  3. 月面著陸器與飛船分離，採用「分級下降」著陸月球：首先由月面著陸器推進艙完成大部分減速工作，隨後推進艙分離並墜毀，月面著陸器登月艙繼續減速下降並最終著陸於月面預定區域，航天員執行艙外活動，駕駛月球車，開展科學考察與樣品採集；
  4. 航天員乘坐月面著陸器登月艙上升至環月軌道，與飛船交會對接，從對接通道將月球樣品等轉移至飛船。飛船與登月艙分離，進行月地轉移返回地球。最後飛船返回艙與服務艙分離，降落地球。

與其他載人登月計劃的比較

和阿波羅計劃相比，中國載人登月計劃的差別與相同點是：

阿波羅計劃 中國載人登月計劃
差別 使用一枚土星5號運載火箭集中發射載人飛船和登月模塊 使用兩枚長征十號運載火箭分別發射載人飛船和登月模塊，該方案的主要考慮是可以不需要研製新一代重型火箭，大大降低成本，同時太空飛行器交會對接技術相比阿波羅時代已經非常成熟可靠，風險大大降低[8]
載人飛船和登月模塊在地月轉移軌道對接 載人飛船和登月模塊在繞月軌道交會、對接
登月模塊由下降級和上升級組成，下降級專門負責下降減速著陸，上升級專門負責從月表起飛 登月模塊由推進艙和登月艙組成，推進艙負責近月制動和下降減速，登月艙負責下降減速著陸和從月表起飛
在近月制動過程中，由載人飛船服務艙負責提供速度增量減速 在近月制動過程中，分別由載人飛船的服務艙、攬月著陸器推進艙提供速度增量減速
在落月過程中，登月模塊整體軟著陸 在落月過程中，登月模塊「分級下降」——僅登月艙軟著陸、推進艙在下降過程中拋棄墜毀
在月表起飛過程中，僅上升級從月表起飛、下降級拋棄在著陸點 在月表起飛過程中，登月艙整體從月表起飛，著陸點不會留下登月模塊艙段
共同點 均採用1人留在繞月軌道、2人登月的人員配置
返回時均採用月球軌道交會方案

和蘇聯載人登月計劃（英語：Soviet crewed lunar programs）相比，中國載人登月計劃的差別和共同點是：

蘇聯載人登月計劃 中國載人登月計劃
差別 人員配置為2人（1人留在繞月軌道、1人登月） 人員配置為3人（1人留在繞月軌道、2人登月）
使用一枚N1運載火箭集中發射載人飛船和登月模塊 使用兩枚長征十號運載火箭分別發射載人飛船和登月模塊
載人飛船和登月模塊登月前無需對接 載人飛船和登月模塊在繞月軌道交會、對接
太空人在載人飛船和登月模塊之間轉移時，必須進行艙外活動 太空人在載人飛船和登月模塊之間轉移時，通過對接通道在艙內進行轉移
登月模塊由N1火箭芯五級D組級、LK登月艙降落段和LK登月艙上升段三部分組成 登月模塊由攬月著陸器推進艙和登月艙兩部分組成
在近月制動過程中，由D組級為載人飛船和登月模塊提供速度增量減速 在近月制動過程中，分別由載人飛船的服務艙、攬月著陸器推進艙提供速度增量減速
在月表起飛過程中，僅上升段從月表起飛、降落段（著陸支架等）拋棄在著陸點 在月表起飛過程中，登月艙則是整體從月表起飛，著陸點不會留下登月模塊艙段
共同點 返回時均採用月球軌道交會方案
在落月過程中， 兩者均採用「分級下降」方案：先由一個單獨的艙段（蘇聯載人登月計劃（英語：Soviet crewed lunar programs）是N1火箭芯五級D組級，中國載人登月計劃是攬月著陸器推進艙）提供初始階段大部分下降減速動力、並在著陸前將其拋棄，後由前者的上升段/後者的登月艙發動機提供最終階段下降減速著陸動力
蘇聯載人登月計劃（英語：Soviet crewed lunar programs）的上升段/中國載人登月計劃的登月艙發動機均同時負責提供最終階段下降減速著陸動力和從月表起飛動力

任務列表

 此章節的時間以東八區時間（UTC+8）為準。

計劃中

任務名稱 發射時間 發射地點 太空飛行器 運載火箭 入月軌時間 著月時間 著月地點 著陸返回地球時間 著陸返回地點 備註
2026年 文昌航天發射場 夢舟Y飛船 長征十號甲運載火箭 不適用 夢舟飛船近地軌道無人測試[5]
2027年 文昌航天發射場 夢舟Y飛船 長征十號運載火箭 不適用 夢舟飛船無人繞月[5]
2027年[6] 文昌航天發射場 攬月著陸器 長征十號運載火箭 不適用 攬月著陸器與稍後發射的夢舟飛船對接，無人登月，釋放科學載荷[5][7]
2028年 文昌航天發射場 夢舟Y飛船 長征十號運載火箭 不適用 夢舟飛船無人繞月，攬月著陸器對接試驗
2028年[6] 文昌航天發射場 夢舟Y飛船 長征十號運載火箭 不適用 夢舟飛船載人繞月[6]
2029年[6] 文昌航天發射場 攬月著陸器 長征十號運載火箭 不適用 攬月著陸器與稍後發射的夢舟飛船對接，載人登月
2029年[6] 文昌航天發射場 夢舟Y飛船 長征十號運載火箭 不適用 夢舟飛船與攬月著陸器對接，載人登月

延伸閱讀

參考文獻

  1. ^ 神舟十九号载人飞行任务新闻发布会召开. 中國載人航天官方網站. 
  2. ^ 神舟十六号载人飞行任务新闻发布会召开. 中國載人航天工程官方網站. 2023-05-29 [2023-06-01]. （原始內容存檔於2023-05-31）. 
  3. ^ 中国载人登月发展稳步推进，这些关键技术已获突破. 新華網. 2023-06-08 [2023-09-28]. （原始內容存檔於2023-09-28）. 
  4. ^ 《新闻1+1》 20230530 应用与发展，中国空间站新阶段！. CCTV新聞頻道. 2023-05-30 [2023-09-28]. （原始內容存檔於2023-10-03）. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 周晚萌, 周文艷; ZHOU Wanmeng, ZHOU Wenyan. 载人月球探测一体化任务规划设计方法研究. 宇航學報. 2023-09-15, 44 (9): 1291. doi:10.3873/j.issn.1000-1328.2023.09.003. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 《中国空间站 神舟十九号载人飞行任务》 20241030 03:25. 央視網. 30分40秒處，劉洋：（20）28年繞月30年登月……我們中間就有一部分人要去執行登月和繞月的計劃。 
  7. ^ 7.0 7.1 关于征集载人月球探测工程月面科学载荷方案的公告. 中國載人航天工程網. 2023-07-17 [2023-09-28]. （原始內容存檔於2023-09-28）. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 中國航天報. 巧妙均衡，我国载人登月初步方案解读. 國家航天局. 2023-07-24 [2023-07-24]. 
  9. ^ 中国载人登月发展稳步推进，这些关键技术已获突破. 新華網. 2023-06-08 [2023-09-28]. （原始內容存檔於2023-09-28）. 2030年前實現載人登月並非中國載人月球工程的全部，這只是載人月球探測工程登月階段的任務而已。未來我國還將實現月球工程大三步走戰略的最後一步「駐月」 
  10. ^ 王康, 辛鵬飛; WANG Kang, XIN Pengfei. 载人月面移动系统着陆行进一体化设计与验证. 宇航學報: 1401. 2023-09-15 [2023-09-25]. doi:10.3873/j.issn.1000-1328.2023.09.013. （原始內容存檔於2023-09-26） （中文）. 
  11. ^ 登月装备即将上新！ 月面着陆器、载人月球车……都在路上了. 央視新聞. 2023-07-13 [2023-09-03]. （原始內容存檔於2023-09-07）. 
  12. ^ 中國探月工程. “成团”吗？上月亮的那种. 中國探月與深空探測網. 2023-07-21 [2023-07-24]. （原始內容存檔於2023-07-21）. 
  13. ^ 付毅飛. 我国载人登月方案公布. 中國科技網. 2023-07-12 [2023-07-12]. （原始內容存檔於2023-07-12）. 
  14. ^ Hailian, Zhang. 载人月球探测整体性能提升总体技术. 宇航學報: 1267. 2023-09-15 [2023-09-23]. doi:10.3873/j.issn.1000-1328.2023.09.001. （原始內容存檔於2023-09-29） （中文）. 
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